操作系统复习笔记

自考00018计算机应用基础复习笔记（4）

1.2.2 ASCII码(美国标准信息交换码)

●字母、标点符号、特殊符号以及作为符号使用的数字，通称为字符。这些字符统一采用美国标准信息交换代码表示，简称ASCII码。

●ASCII码查表方法（教材P311页附录一）：ASCII码用7位二进制数（或最高位为0的8位二进制数）来表示；表中的列表示第654位，行表示第3210位，共128个编码。查表按先列后行读数。

●字符的大小是根据其ASCII码大小来比较的。常用字符的ASCII码（由小到大）：空格—数字—大写字母—小写字母

例如：查表得A的ASCII码值为(1000001)2=(41)16=65；由A可推算出F的ASCII码十进制值为70[相差5]；根据该表可知A的ASCII码值[65]比a的ASCII码值[97]小，即小写字母的ASCII码值比大写的大。图1-2

1.2.3汉字编码

为了用0、1代码串表示汉字，我国制定了汉字的信息交换码GB2312-80，简称国标码。

●国标码共有字符7445个。一级汉字3755个，按汉语拼音顺序排列；二级汉字3008个，按部首和笔画排列。●由于汉字的字符多，国标码的每一个符号都用两个字节（16位二进制）代码来表示。

1.国标码：行、列各94(0-93)，用先行后列的双7位二进制数表示，即两个字节的最高位为0(见教材P77)。2.区位码：用二进制国标码表示不很方便，因此汉字也可用十进制区位码表示。

●区(行)、位(列)各94(1-94)，用先区后位的双2位十进制数表示，不足两位前面补0。

●区位码表详见教材P312附录2。图1-3是部分区位码表，如：福2403；该2435；各2487图1-3

3.机内码：是计算机内部实际使用的表示汉字的代码，在微机中多用两字节(最高位为1)代码作为机内码。4.三种编码的相互转换：（见图1-4）

●将区位码的区号和位号分别由十进制转换对应的十六进制后+2020H即为国标码(其中H表示16进制数）；●将十六进制国标码+8080H即为机内码。由此可见，机内码两个字节的最高位一定为1（国标码的为0）。图1-4

计算机的四特点：

1．有信息处理的特性。

2．有程序控制的特性。

3．有灵活选择的特性。

4．有正确应用的特性。

计算机发展经历5个重要阶段：

1 大型机阶段。 2 小型机阶段。

3 微型机阶段。

4 客户机/服务器阶段。

5 互联网阶段。

计算机现实分类：

服务器，工作站，台式机，便携机，手持设备。

计算机传统分类：

大型机，小型机，PC机，工作站，巨型机。

计算机指标：

1．位数。

2．速度。

MIPS是表示单字长定点指令的平均执行速度。MFLOPS是考察单字长浮点指令的平均执行速度。

3．容量。

Byte用B表示。1KB=1024B。

平均寻道时间是指磁头沿盘片移动到需要读写的磁道所要的平均时间。平均等待时间是需要读写的扇区旋转到磁头下需要的平均时间。数据传输率是指磁头找到所要读写的扇区后，每秒可以读出或写入的字节数。

4 带宽。

Bps用b

5 版本。

6 可靠性。

平均无故障时间MTBF和平均故障修复时间MTTR来表示。

计算机应用领域：

1 科学计算。 2 事务处理。 3 过程控制。

4 辅助工程。 5 人工智能。 6 网络应用。

一个完整的计算机系统由软件和硬件两部分组成。

计算机硬件组成四个层次：

1 芯片。2 板卡。 3 设备。 4 网络。

奔腾芯片的技术特点：

1。超标量技术。

通过内置多条流水线来同时执行多个处理，其实质是用空间换取时间。

2．超流水线技术。

通过细化流水，提高主频，使得机器在一个周期内完成一个甚至多个操作，其实质是用时间换取空间。经典奔腾采用每条流水线分为四级流水：指令预取，译码，执行和写回结果。

3．分支预测。

4．双CACHE哈佛结构：指令与数据分开。

7 固化常用指令。

8 增强的64位数据总线。 9 采用PCI标准的局部总线。

408操作系统I/O管理复习笔记

● I/O设备

1. I/O接口（设备控制器）：按CPU发出的命令区控制设备工作的功能

● 设备控制器与CPU的接口：包含多个数据寄存器

● 设备控制器与设备的接口

● I/O逻辑：接收和识别命令，用于对设备的控制

2. I/O端口：可被CPU直接访问的寄存器（数据、状态、控制寄存器）

● CPU与I/O端口通信

● 独立编址：为每个端口分配一个I/O端口号，只有操作系统才能访问

● 统一编制（内存映射I/O）：每个端口被分配唯一的内存空间

● I/O控制方式

整个发展过程就是要尽量减少CPU对I/O过程的干预

1. 程序直接控制方式 轮询

● 读写流程

● CPU干预频率：频繁

● 数据传输单位：字

● 数据流向

● 读：I/O设备→CPU→内存

● 写：内存→CPU→I/O设备

● 优点：实现简单

● 缺点：CPU长期忙等

2. 中断驱动方式 中断机制

CPU会在每个指令周期末尾检查中断 中断处理过程需要保存、回复进程的运行环境。这个过程是有时间开销的，频率太高降低性能

● 读写流程

● CPU干预频率：每次I/O操作的前、后需要CPU介入（等待I/O完成的过程中CPU可以切换到别的进程）

● 数据传送单位：字

● 数据流向：

● 读：I/O设备→CPU→内存

● 写：内存→CPU→I/O设备

● 优点：不需要轮询。CPU和I/O设备可并行工作，CPU利用率得到明显提升

● 缺点：频繁的中断会消耗较多CPU时间

3. DMA方式（直接存储器存取）

● DMA控制器

● 读写流程

● CPU干预频率：仅在一个或多个数据块开始和结束时，才需CPU干预

● 数据传送单位：块

● 数据流向：设备\to内存，内存\to设备

● 优点：数据传输效率提升，I/O设备与CPU并行性提升

● 缺点：一条I/O指令，只能读写一个或多个连续的数据块

4. 通道控制方式

第一章

1.软件的层次：硬件（裸机）→OS（操作系统）→实用程序→应用程序。

2.虚拟机的概念：通过软件扩充计算机的功能，使功能更加强大，使用更加方便。

3.操作系统的功能：

（1）操作系统作为用户与计算机接口。

①操作系统不但本身具有优良的的图形用户界面，而且与用户界面生成环境一体化，可为用户开发的应用程序自动生成图形用户界面。

②操作系统与软件开发环境一体化，可按用户要求建立、生成、运行和维护应用程序。

③与数据库系统一体化。

④与通讯功能网络管理一体化。

（2）操作系统作为资源管理者。（ ① 处理器管理 ② 存储器管理 ③输入输出设备管理 ④ 信息管理 ）

4.操作系统的特性：（1）并行性（2）共享性

5.操作系统的分类：

（1）多道批处理操作系统

（2）分时操作系统

（3）实时操作系统

（4）Windows NT

课后习题

1.6什么是操作系统，它的主要作用和功能是什么？

答：操作系统的含义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。

操作系统的主要作用：（1）管理系统资源；（2）使用户能安全方便地共享系统资源，操作系统并对资源的使用进行合理调度；（3）提供输入输出的便利，简化用户的输入输出工作；（4）规定用户的接口，以及发现并处理各种错误的发生。

操作系统的主要功能是为用户方便地使用计算机提供更友好的接口和服务。

1.7什么是多道程序设计技术，引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？

答：（1）所谓多道程序设计是指“把一个以上的作业存放在主存中，并且同时处于运行状态。这些作业共享处理器时间和外部设备等其他资源”。

（2）由于通道技术的出现，CPU可以把直接控制输入输出的工作转给通道。

起因：为使CPU在等待一个作业的数据传输过程中，能运行其他作业，我们在主存中同时存放多道作业。当一个在CPU上运行的作业要求传输数据时，CPU就转去执行其他作业的程序。

目的：引入多道程序设计技术的根本目的是 提高CPU利用率